Catalyst-Controlled Site-Selective C-H Functionalizations of Arenes and Heteroarenes
芳烃和杂芳烃的催化剂控制位点选择性 C-H 官能化
基本信息
- 批准号:10254416
- 负责人:
- 金额:$ 38.56万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-09-05 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcademiaAminesBindingBiologyChemicalsCollaborationsDevelopmentDistalDrug IndustryGeometryGoalsHydrogen BondingKetonesLigandsMediatingMediator of activation proteinMetalsMethodologyMethodsMolecularPatternPhenanthrolinesPoisonPoisoningPositioning AttributeReactionReagentSiteStructureTechnologybasecatalystdesigndrug discoveryfallsflexibilityinterestnovelnovel strategiesprogramspyridinescaffold
项目摘要
Project Summary
Site-selective functionalization of C–H bonds in arenes and heteroarenes can potentially
transform the synthesis of bioactive molecules, as it can enable the flexible molecular editing of
a scaffold to rapidly generate a diverse set of structures. While C–H bonds proximate to
coordinating groups have been successfully activated through its directing effect to form a wide
range of C–C and C–X bonds, the majority of C–H bonds in a given molecule are incompatible
with this conventional approach. The limitation arises from two factors: 1) distance - the directing
effect of a coordinating group diminishes at distances greater than six bonds, and 2) geometry -
meta and para positions on arenes are geometrically inaccessible, which greatly restricts the utility
of C–H activation in synthesis. These widely recognized challenges escalate with heterocyclic
substrates, as heteroatoms coordinate strongly to metal catalysts. This strong binding interaction
either limits the utility of C–H activation to proximate sites, or leads to deleterious catalyst
poisoning. Therefore, the development of new approaches to achieve selective functionalization
of these previously inaccessible C–H bonds is of great value to drug discovery.
To achieve the goal of site-selective remote C–H functionalizations of arenes and
hetereocycles, we propose three complementary approaches to overcome the two
aforementioned challenges. These are 1) the use of transient and catalytic templates, 2) the use
of ligand-promoted site-selective C–H activation, and 3) employing a norbornene-mediated relay
strategy to expand the first two methods to more distal sites. The first strategy features the use of
novel transient directing templates for amine and ketone substrates, as well as employing
reversible bifunctional bimetallic directing templates for heterocycles. The second approach is
based on our previous finding that phenanthroline-type ligands can promote C-3 selective C–H
activation of pyridines, albeit requiring super-stoichiometric amounts of starting material. We
propose to redesign this ligand by using additional weak interactions to stabilize the transition
states, thereby accelerating the C–H activation reaction. Finally, we propose to utilize
norbornenes as a transient mediator to relay the initial remote C–H palladation from the first two
approaches to an adjacent, more distal position. The multi-pronged approach presented here fills
a major gap in current synthetic methodology. To achieve this overall goal, novel templates,
ligands and reagents will be invented. These remote site-selective C–H activation reactions of
arenes and heteroarenes will be applied to expedite drug discovery and chemical biology
programs in collaboration with the Cravatt and Kelly labs, as well as with Bristol-Myers Squibb.
项目摘要
竞技场和杂种中C-H键的位点选择性功能可能有可能
转化生物活性分子的合成,因为它可以实现柔性分子编辑
脚手架迅速产生各种结构。而C – H的键则与
坐标组已通过其导向效应成功激活,形成了宽阔的范围
C – C和C -X键范围,给定分子中的大多数C – H键是不兼容的
采用这种传统方法。限制来自两个因素:1)距离 - 指导
协调组在距离大于六个键的距离和2)几何形状的影响
竞技场上的元和para位置是几何无法访问的,这极大地限制了效用
合成中的C – H激活。这些广泛认可的挑战随着杂环的升级
底物,作为杂原子与金属催化剂强烈协调。这种强大的结合相互作用
要么将C – H激活的效用限制为接近位点,要么导致有害催化剂
中毒。因此,开发实现选择性功能化的新方法
在这些以前无法访问的C – H键中,对药物发现具有很大的价值。
为了实现场地选择性远程C – H功能的目标,
杂环,我们提出了三种完整的方法来克服两者
关于挑战。这些是1)使用瞬态和催化模板,2)使用
配体促进的位点选择性C – H激活,3)使用诺烯烯介导的继电器
将前两种方法扩展到更多识别站点的策略。第一个策略以使用
新颖的胺和酮底物的瞬态导向模板,并采用
可逆的双功能双金属指导模板。第二种方法是
基于我们以前的发现,菲交锋配体可以促进C-3选择性C – H
吡啶的激活,尽管需要超大型计量量的起始材料。我们
通过使用其他弱相互作用来稳定过渡来重新设计该配体的建议
状态,从而加速C – H激活反应。最后,我们建议使用
Norbornenes作为瞬态介体,从前两个中传递最初的遥控C – H palladation
接近相邻,更远端的位置。此处介绍的多管齐的方法
当前合成方法论的主要差距。为了实现这一总体目标,新颖的模板,
配体和试剂将被发明。这些遥远的位点选择性C – H激活反应
竞技场和杂种将应用于加快药物发现和化学生物学
与Cravatt和Kelly Labs以及Bristol-Myers Squibb合作的计划。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Jin-Quan Yu其他文献
Jin-Quan Yu的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Jin-Quan Yu', 18)}}的其他基金
Catalyst-Controlled Site-Selective C-H Functionalizations of Arenes and Heteroarenes
芳烃和杂芳烃的催化剂控制位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
10461954 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Catalyst-Controlled Site-Selective C-H Functionalizations of Arenes and Heteroarenes
芳烃和杂芳烃的催化剂控制位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
10657626 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Catalyst-Controlled, Site-Selective C-H Functionalization of Heterocycles
杂环化合物的催化剂控制、位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
8539807 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Catalyst-Controlled, Site-Selective C-H Functionalization of Heterocycles
杂环化合物的催化剂控制、位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
8341688 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Catalyst-Controlled, Site-Selective C-H Functionalization of Heterocycles
杂环化合物的催化剂控制、位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
8704957 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Ligand-Promoted Enantioselective C-H Activation Reaction
配体促进的对映选择性 C-H 活化反应
- 批准号:
10439915 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Ligand-Promoted Enantioselective C-H Activation Reaction
配体促进的对映选择性 C-H 活化反应
- 批准号:
10651648 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Development of carboxyl- and amide-directed C-H activation/C-C coupling reactions
羧基和酰胺定向的 C-H 活化/C-C 偶联反应的开发
- 批准号:
8073652 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Ligand-Promoted Enantioselective C-H Activation Reaction
配体促进的对映选择性 C-H 活化反应
- 批准号:
10299074 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Ligand-promoted Enantioselective and Remote C-H Activation Reactions
配体促进的对映选择性和远程 C-H 激活反应
- 批准号:
8691885 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
相似国自然基金
基于肌肉蛋白-前体美拉德反应与肌肉蛋白-杂环胺加合双途径的蛋白结合态杂环胺的生成规律与减控方法研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
基于肌肉蛋白-前体美拉德反应与肌肉蛋白-杂环胺加合双途径的蛋白结合态杂环胺的生成规律与减控方法研究
- 批准号:32272430
- 批准年份:2022
- 资助金额:54.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于多胺转运系统荧光探针结合共聚焦显微内镜在肺癌原位成像的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于多胺转运系统荧光探针结合共聚焦显微内镜在肺癌原位成像的研究
- 批准号:82202222
- 批准年份:2022
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
XBP1/O-GlcNAcylation轴对心脏骤停复苏后脑损伤的影响
- 批准号:81901933
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Catalyst-Controlled Site-Selective C-H Functionalizations of Arenes and Heteroarenes
芳烃和杂芳烃的催化剂控制位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
10461954 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Development of anti-CXCR4 compounds to block breast cancer metastasis
开发抗 CXCR4 化合物来阻止乳腺癌转移
- 批准号:
8442263 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Development of anti-CXCR4 compounds to block breast cancer metastasis
开发抗 CXCR4 化合物来阻止乳腺癌转移
- 批准号:
9022432 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Catalyst-Controlled Site-Selective C-H Functionalizations of Arenes and Heteroarenes
芳烃和杂芳烃的催化剂控制位点选择性 C-H 官能化
- 批准号:
10657626 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别:
Development of anti-CXCR4 compounds to block breast cancer metastasis
开发抗 CXCR4 化合物来阻止乳腺癌转移
- 批准号:
8250523 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 38.56万 - 项目类别: